【同步学案】第6章 细胞的生命历程 阶段提升课（含解析）

第6章 细胞的生命历程
阶段提升课
填写图中序号代表的含义:
①分裂间期　②保持亲代和子代之间遗传的稳定性　③基因的选择性表达　
④稳定性、持久性、不可逆性、普遍性 　⑤端粒学说
主题　细胞自噬与人体健康
一、细胞自噬
1.概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用。
2.意义:耐受饥饿,清除细胞内折叠异常的蛋白质、受损或多余的细胞器,促进发育和分化,延长寿命,清除入侵微生物等。
3.特点:
(1)细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬,以维持细胞内的稳态。
(2)在营养缺乏、某些微生物入侵、细胞器损伤、细胞内异常蛋白过量积累时,细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。
【实践应用】
(2022·张家口高一检测)溶酶体参与了细胞的吞噬作用和自噬(细胞吃掉自身的结构和物质)作用,作用途径如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.具有吞噬作用的细胞才有自噬作用
B.清除衰老、损伤的细胞器是通过吞噬作用完成的
C.溶酶体是具有双层膜结构的细胞器
D.营养物质缺乏时,细胞可通过加强自噬作用降解非必需物质以维持基本生存
【解析】选D。由图可知,细胞吞噬作用、细胞自噬都与溶酶体有关,自噬作用可以发生在多种真核细胞中,而吞噬作用只能发生在具有吞噬作用的细胞中,A错误;清除衰老、损伤的细胞通过吞噬作用完成,清除衰老、损伤的细胞器可通过自噬作用完成,B错误;溶酶体是具有单层膜结构的细胞器,C错误;细胞通过自噬作用降解非必需物质并重新回收利用,可以维持细胞在营养缺乏状态下的生命活动,即细胞自噬作用是细胞适应营养缺乏环境的表现,D正确。
二、细胞自噬与肿瘤
1.作用机理:
方式 目的
通过自噬调节肿瘤与肿瘤微环境的关系 促进肿瘤细胞的存活与增殖
通过自噬分解胞内物质 维持能量的平衡
遭受低氧等环境压力时,激活自噬信号传导通路 提高肿瘤对于低氧的应对能力
2.抑制肿瘤机理:理论上阻止了肿瘤细胞的自噬作用,可促进肿瘤细胞的凋亡。
【特别提醒】
对细胞自噬与肿瘤形成易出现的错误认识
错误认识1:细胞自噬会减少肿瘤细胞细胞器的种类和数量,不利于肿瘤生存。
分析:细胞自噬是将衰老的细胞器分解,分解产物可被细胞再利用,有利于肿瘤生存。
错误认识2:自噬作用只与溶酶体一种细胞器有关。
分析:自噬作用在分解衰老损伤细胞器时需要形成自噬体,而自噬体的形成与内质网、高尔基体有关。
【实践应用】
1.迷迭香酸是迷迭香的主要化学成分之一,是一种天然的多酚酸,对鼻咽癌疗效显著,主要原理是迷迭香酸可刺激肿瘤细胞内溶酶体,使溶酶体发生细胞自噬的能力大大增强,从而诱发癌细胞的细胞凋亡,抑制肿瘤发生。下列叙述正确的是(　　)
A.从某患者的少数几个鼻腔细胞的死亡可以推断出该患者整个生物体也趋于死亡
B.迷迭香酸抑制肿瘤细胞的发生属于利用极端化学因素造成肿瘤细胞坏死
C.迷迭香酸可以诱发肿瘤细胞凋亡,说明细胞凋亡不一定由基因决定
D.利用迷迭香酸治疗鼻咽癌说明细胞自噬和细胞凋亡对疾病防治具有重要意义
【解析】选D。细胞的死亡不代表个体的死亡,正常个体也有细胞死亡,A错误;迷迭香酸可刺激肿瘤细胞内溶酶体,使溶酶体发生细胞自噬,所以迷迭香酸抑制肿瘤细胞的发生属于诱导细胞凋亡,B错误;细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,迷迭香酸可以诱导相关基因表达,进而诱发肿瘤细胞凋亡,C错误;利用迷迭香酸能诱发癌细胞的细胞调亡,抑制肿瘤发生,达到治疗鼻咽癌的目的,该过程说明细胞自噬和细胞凋亡对疾病防治具有重要意义,D正确。
2.细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损、异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程。如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小。下列有关此内容说法错误的是(　　)
A.自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶
B.细胞自噬属于正常生理现象
C.肝癌发展期细胞自噬会抑制肿瘤的发生
D.细胞自噬贯穿于正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程
【解析】选C。由题意可知,自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶,A正确;细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程,有利于维持细胞的稳态平衡,B正确;如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬,其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小,说明肝癌发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生,C错误;在正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程都会有受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器,所以细胞自噬贯穿于全过程,D正确。
3.Dnase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶,在凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活,Dnase酶能将DNA切割形成DNA片段,Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,进而被吞噬细胞吞噬清除。下列分析错误的是(　　)
A.Dnase酶和Caspase酶被激活,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果
B.吞噬细胞以胞吞方式吞噬凋亡小体并利用自身溶酶体中的水解酶将其水解
C.通过抑制癌细胞中控制Caspase酶合成的相关基因的表达可以促进其凋亡
D.癌细胞膜上的糖被减少可能导致其无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡
【解析】选C。由题意可知Dnase酶、Caspase酶被激活,导致细胞凋亡,细胞凋亡是由基因决定的细胞的程序性死亡,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果,A正确;吞噬细胞的溶酶体中含有大量的水解酶,能吞噬并水解凋亡小体,B正确;Caspase酶合成的相关基因的表达导致细胞凋亡,通过抑制癌细胞中控制Caspase酶合成的相关基因的表达可以抑制其凋亡,C错误;癌细胞结构改变,因为识别具有特异性,很可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序,D正确。
三、细胞自噬与神经退行性疾病
1.发病机理:神经退行性疾病是一类突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。
2.细胞自噬对神经退行性疾病的影响:细胞自噬是清除胞质内蛋白质聚集体的重要途径,利用提高细胞自噬能力对神经退行性疾病进行治疗具有光明前景。
【特别提醒】
错误认识:细胞自噬分解的蛋白质的产物仅供细胞利用。
分析:细胞自噬分解后的物质有两个去向,被再利用或排出细胞。
【实践应用】
1.研究发现,神经退行性疾病是一类突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症;细胞自噬是指通过溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用。下列相关叙述错误的是(　　)
A.细胞自噬属于正常生理现象
B.细胞自噬的发生与溶酶体膜的流动性有关
C.提高细胞的自噬能力有助于治疗神经退行性疾病
D.溶酶体合成多种水解酶来参与细胞的自噬过程
【解析】选D。细胞自噬被维持在一定水平,受损、变性、衰老的蛋白质或细胞器被及时清除,确保细胞内环境的稳态,属于正常生理现象,A正确;溶酶体对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等包裹形成自噬体,并利用溶酶体内的酶将其分解,故细胞自噬的发生与溶酶体膜的流动性有关,B正确;神经退行性疾病是一类突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症,提高细胞的自噬能力能及时清除细胞内堆积的突变蛋白质,有助于治疗神经退行性疾病,C正确;溶酶体不能合成水解酶,溶酶体内的水解酶合成场所为核糖体,D错误。
2.关于蛋白质降解的研究,较早开始的是对细胞内的“消化车间”——溶酶体的研究。溶酶体由单层膜围绕,膜上的蛋白质高度糖基化,内含多种水解酶。溶酶体的内部为酸性环境(pH≈5.0),与细胞质基质(pH≈7.2)显著不同。寿命较长的蛋白质和衰老或损伤的细胞器通过自噬途径由溶酶体降解(如图所示)。
研究发现,阿尔茨海默病(AD)、帕金森综合征(PD)等属于神经退行性疾病,溶酶体或蛋白酶体的缺陷能够引起这类疾病的发生。
(1)细胞质基质中的H+以______________方式运入溶酶体。少量溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质中,不会引起细胞损伤,原因是______________________。
(2)自噬溶酶体内的物质被水解后,对细胞有用的物质被再利用。由此推测,当细胞养分不足时,这种作用会________。
(3)文中提到“阿尔茨海默病(AD)、帕金森综合征(PD)等是神经退行性疾病,溶酶体或蛋白酶体的缺陷能够引起这类疾病的发生”,请利用文中内容推测阿尔茨海默病(AD)发生的病因:__________________________________________________。
【解析】(1)细胞质基质中的H+逆浓度梯度进入溶酶体,故细胞质基质中的H+以主动运输的方式运入溶酶体。由于水解酶的最适pH约为5.0,细胞质基质pH约为7.2使酶活性大大降低,故少量溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质中,不会引起细胞损伤。
(2)自噬溶酶体内的物质被水解后,其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用,由此推测,当细胞养分不足时,细胞的自噬作用会增强。
(3)通过文中内容可推测阿尔茨海默病(AD)发生的病因:溶酶体或蛋白酶体的缺陷导致某些蛋白质不能正常降解,这些蛋白质在神经细胞内积累引起疾病发生。
答案:(1)主动运输　水解酶的最适pH约为5.0,细胞质基质pH约为7.2使酶活性大大降低
(2)增强　(3)溶酶体或蛋白酶体的缺陷导致某些蛋白质不能正常降解,这些蛋白质在神经细胞内积累引起疾病发生
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